對于功率小于 10W 的偏置電源,設(shè)計時最大的考慮是其效率和成本。在這篇文章中,我將比較兩種控制方案——初級側(cè)調(diào)節(jié) (PSR) 和次級側(cè)調(diào)節(jié) (SSR)——并就如何獲得更高效和更具成本競爭力的設(shè)計提供一些建議。 圖 1 所示的經(jīng)典反激式拓?fù)淙匀皇枪β实陀?10W 的最流行的拓?fù)?,不僅因為它的少量外部組件可以幫助我們獲得極具競爭力的物料清單 (BOM) 成本,還因為反激式拓?fù)淇梢暂p松實現(xiàn)多路輸出,這是偏置電源設(shè)計的關(guān)鍵規(guī)范。
當(dāng)我第一次對電子產(chǎn)品感興趣時,生活很簡單。組件太大了,我不用顯微鏡就可以焊接它們。開關(guān)轉(zhuǎn)換器以高達(dá) 25 kHz 的頻率切換,數(shù)字電路都使用 5 V 電源電壓,我遇到的所有計算機(jī)都使用 RS-232 串行接口進(jìn)行通信。
在本系列的第一篇引人入勝的文章中,我定性地解釋了電荷泵的工作原理——同時巧妙地省略了任何數(shù)字。但是數(shù)字是最終的意義所在,在我們知道要使用哪些組件之前,我們無法正確設(shè)計任何東西。在本期中,我將解釋外部組件對性能的影響。
正如大多數(shù)電子工程師已經(jīng)知道的那樣,許多集成電路都包含 UVLO 功能,當(dāng)其電源電壓太低而無法正常運行時,該功能會禁用設(shè)備。如果沒有 UVLO 功能,在低電源電壓下,設(shè)備可能會做一些事情,但我們無法確定是什么。UVLO 功能可確保設(shè)備按照其規(guī)范運行或根本不執(zhí)行任何操作。
在為我們的最終應(yīng)用設(shè)計電源時,我們是否曾經(jīng)感到沮喪?設(shè)計電源環(huán)路補(bǔ)償和計算極點和零點可能很困難,尤其是對于沒有經(jīng)驗的電源設(shè)計人員而言。環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計也可能非常耗時,因此如果我們只有很短的時間來完成我們的設(shè)計,就會增加更多的壓力。
許多工業(yè)和企業(yè)應(yīng)用通常需要隔離電源。設(shè)計此類電源需要使用光耦合器進(jìn)行反饋控制,這增加了另一層復(fù)雜性。TI 的 LM5017/8/9 和 LM5160 恒定導(dǎo)通時間 (COT) 同步降壓穩(wěn)壓器系列具有特定的特性,使其能夠在 fly-buck 拓?fù)渲惺褂茫瑥亩鵁o需光耦合器并大大降低設(shè)計復(fù)雜性、成本材料清單 (BOM) 和印刷電路板 (PCB) 的成本。
USB Type-C 標(biāo)準(zhǔn)允許使用標(biāo)準(zhǔn)電纜實現(xiàn) 5V 至 20V 范圍內(nèi)的可調(diào)輸出電壓和高達(dá) 3A 的負(fù)載電流。由于功率水平高達(dá) 60W,反激式仍然是拓?fù)涞牟诲e選擇。然而,為初級側(cè)控制器提供偏置電源可能會帶來一些挑戰(zhàn)。
陶瓷電容器非常適合管理紋波電流,因為它們可以過濾開關(guān)模式電源產(chǎn)生的大電流。通常將不同尺寸和值的陶瓷電容器并聯(lián)使用以達(dá)到最佳效果。在這種情況下,每個電容器都應(yīng)滿足其允許的紋波電流額定值。
一個好的電源滿足指定的性能水平,并且不會再被聽到。沒有收到我們的電源的回復(fù)意味著它按設(shè)計工作并且沒有任何問題。 但是今天,PMBus 使設(shè)計人員能夠繼續(xù)與他們的電源進(jìn)行通信,從開發(fā)到表征再到現(xiàn)場部署。我們可以使用 PMBus 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)大命令集在開發(fā)周期中優(yōu)化我們的設(shè)計。我們可以調(diào)整電壓和頻率以優(yōu)化處理器功耗和數(shù)據(jù)中心效率。我們可以通過排序方案來優(yōu)化上電和斷電。我們可以監(jiān)控輸入/輸出電壓、電流和功率以提高可靠性。
新的 USB Type-C 標(biāo)準(zhǔn)通常被稱為“一條電纜統(tǒng)治一切”;然而,事情并不是那么簡單。有多個 USB Type-C 轉(zhuǎn) Type-C 電纜和插頭,以及幾個向后兼容的選項。在這篇博文中,我們將只關(guān)注 Type-C 轉(zhuǎn) Type-C 電纜和插頭選項。
在結(jié)束這個關(guān)于電荷泵的簡短系列文章時,我想給你一些電路想法,讓你思考一個基本的電荷泵電路作為一個適用于廣泛應(yīng)用的構(gòu)建塊。如果我們的應(yīng)用程序需要一個非標(biāo)準(zhǔn)的解決方案,那么我們很有可能可以將幾個簡單的組件拼湊在一起。
我工作的產(chǎn)品線為 LCD 和 AMOLED 顯示器開發(fā)多軌電源。此類電源通常具有一個或多個電感轉(zhuǎn)換器,外加一對電荷泵以產(chǎn)生額外的低功率輸出電壓。電荷泵非常適合這些應(yīng)用,因為它們相對簡單且便宜。
高速度、高密度的光模塊電源解決方案正面臨著效率高、散熱性能好、尺寸小和排放低等諸多挑戰(zhàn)。高速度高密度光模塊被廣泛用作連接光纖和銅線網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)中心及光網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)端點的接口。隨著越來越多的元器件被集成到模塊中,電源解決方案也迎來了更難的挑戰(zhàn),需要更高的效率,更好的熱性能,更小的占板面積和更低的排放。
熱電堆是有用的非接觸式傳感器,不僅可以測量溫度,還可以檢測特定氣體。由于熱電堆可能具有相對較高的串聯(lián)阻抗,因此它們對電路設(shè)計人員提出了許多挑戰(zhàn),他們試圖在寬溫度范圍內(nèi)獲得絕對精度,同時滿足所需的最低分辨率。
絕緣劣化是電機(jī)、高壓變壓器和發(fā)電機(jī)電氣設(shè)備故障的主要原因之一。絕緣故障可能導(dǎo)致危險電壓、火災(zāi)、高故障電流和爆炸、設(shè)備和財產(chǎn)損壞、人身傷害和致命事故。絕緣失效的主要原因是介電污染、溫度循環(huán)、過度過載、過電壓引起的電壓應(yīng)力過大和老化。